Question

3．自1981年Evans和Kaufman首次成功分離小鼠胚胎干細胞（ES細胞），醫學界對其的研究雖頗有爭議但也如火如荼，下圖表示利用胚胎干細胞（ES細胞）所做的一系列研究，請據圖分析回答：

（1）過程Ⅰ將胚胎干細胞置于用γ射線滅活的鼠胎兒成纖維細胞的飼養層上，并加入動物血清、抗生素等物質，維持細胞不分化的狀態．在此過程中，飼養層提供干細胞增殖所需的營養物質，加入抗生素是為了防止雜菌污染，這對于研究細胞分化和細胞凋亡的機理具有重要意義．
（2）過程Ⅱ將帶有遺傳標記的ES細胞注入早期胚胎的囊胚腔，通過組織化學染色，用于研究動物器官形成的時間、發育過程以及影響的因素，這項研究利用了胚胎干細胞具有發育的全能性的特點．在哺乳動物早期發育過程中，囊胚的后一個階段是原腸胚．
（3）過程Ⅲ中目的基因導入胚胎干細胞最常用的方法是顯微注射法，將獲得的目的基因轉入胚胎干細胞前需構建基因表達載體，其目的是使目的基因在受體細胞中穩定存在，并且可以傳遞給下一代，同時，使目的基因能夠發揮作用．
（4）過程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤里面全是軟骨、神經管、橫紋肌和骨骼等人類組織和器官．實驗時，必須用X射線照射去除小鼠的胸腺，獲得免疫缺陷小鼠，其目的是去除胸腺，使其不能形成T細胞，不發生細胞免疫，使移植的組織細胞不會被排斥，該過程研究的意義在于解決臨床上供體器官不足和器官移植后免疫排斥等問題．

Answer 1

分析 分析圖解：過程Ⅰ中ES細胞在添加抑制因子的培養液中，能夠維持不分化的狀態，飼養層提供干細胞增殖所需的營養物質．
過程Ⅱ中胚胎干細胞（ES細胞）是由早期胚胎或原始性腺中分離出的一類細胞，在功能上具有發育的全能性．
過程Ⅲ將獲得的目的基因導入胚胎干細胞之前需構建基因表達載體，目的是使目的基因在受體細胞中穩定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能夠表達和發揮作用．
過程IV必須去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，其目的是去除胸腺后，不能形成T細胞，不發生細胞免疫，使移植組織細胞不會被排斥，研究的意義在于解決臨床上供體器官不足或器官移植后免疫排斥等問題．

解答 解：（1）過程Ⅰ將胚胎干細胞置于γ射線滅活的鼠胎兒成纖維細胞的飼養層上，并加入動物血清、抗生素等物質，維持細胞不分化的狀態．在此過程中，飼養層提供干細胞增殖所需的營養物質，加入抗生素是為了防止雜菌污染．
（2）ES細胞能培養成小鼠個體，說明胚胎干細胞具有發育的全能性．在哺乳動物胚胎發育過程為：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚期→原腸胚→個體，可見，囊胚將進一步發育成原腸胚．
（3）將目的基因導入動物細胞常用顯微注射法．構建基因表達載體的目的是使目的基因在受體細胞中穩定存在，并且可以傳給下一代，同時，使目的基因能夠發揮作用．
（4）胸腺是T細胞成熟的場所，實驗時，必須用X射線照射去除小鼠的胸腺，獲得免疫缺陷小鼠，其目的是去除胸腺，使其不能形成T細胞，不發生細胞免疫，使移植的組織細胞不會被排斥，該研究能解決臨床上供體器官不足和器官移植后免疫排斥等問題．
故答案為：
（1）營養物質    防止雜菌污染
（2）發育的全能性   原腸胚
（3）顯微注射法           使目的基因在受體細胞中穩定存在，并且可以傳遞給下一代，同時，使目的基因能夠發揮作用
（4）去除胸腺，使其不能形成T細胞，不發生細胞免疫，使移植的組織細胞不會被排斥     臨床上供體器官不足和器官移植后免疫排斥等

點評 本題綜合考查了免疫、基因工程、細胞工程、胚胎工程等方面的知識，要求考生能夠識記胚胎干細胞的特點和來源；識記動物細胞培養的培養液成分及作用；識記目的基因導入受體細胞的方法；明確器官移植發生的免疫排斥反應屬于細胞免疫．